JPH01310642A - 光学プローブ及びその製造方法 - Google Patents
光学プローブ及びその製造方法Info
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- JPH01310642A JPH01310642A JP1089595A JP8959589A JPH01310642A JP H01310642 A JPH01310642 A JP H01310642A JP 1089595 A JP1089595 A JP 1089595A JP 8959589 A JP8959589 A JP 8959589A JP H01310642 A JPH01310642 A JP H01310642A
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
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- A61B5/14539—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring pH
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ｐＨ８またはｐｃＯｚのような血液ガスパラ
メータに感応する少なくとも１つのセンサと血液のｐＨ
値に感応する少なくとも１つの他のセンサとを含み、前
記センサは選択性膜を備え、さらに少なくとも部分的に
前記センサを被覆し、接着剤により前記センサに固定さ
れたシースを含む、血液パラメータの観血的測定を行う
ための光学プローブの製造方法に関する。
メータに感応する少なくとも１つのセンサと血液のｐＨ
値に感応する少なくとも１つの他のセンサとを含み、前
記センサは選択性膜を備え、さらに少なくとも部分的に
前記センサを被覆し、接着剤により前記センサに固定さ
れたシースを含む、血液パラメータの観血的測定を行う
ための光学プローブの製造方法に関する。
さらに本発明は、９０ｔまたはｐＣＯ□のような血液ガ
スパラメータに感応する少なくとも１つのセンサを含み
、前記センサが前記選択性膜により被覆された拡散帯域
を備え、さらに少なくとも部分的に前記センサを被覆し
、接着剤により前記センサに固定されたシースを含む、
血液パラメータの観血的測定を行うための光学プローブ
に関する。
スパラメータに感応する少なくとも１つのセンサを含み
、前記センサが前記選択性膜により被覆された拡散帯域
を備え、さらに少なくとも部分的に前記センサを被覆し
、接着剤により前記センサに固定されたシースを含む、
血液パラメータの観血的測定を行うための光学プローブ
に関する。
血液パラメータの観血的測定を行うためのプローブは光
ファイバから成る少なくとも１つのセンサから構成され
ており、該光ファイバの一方端には染料を含んだゲル帯
域が配設される。
ファイバから成る少なくとも１つのセンサから構成され
ており、該光ファイバの一方端には染料を含んだゲル帯
域が配設される。
前記染料の光学的濃度あるいは他の光学的パラメータは
（ｐＨのような）被測定血液パラメータによって変化す
る。染料含有ゲルの反対端にはりフレフタが配置されて
いる。ファイバの端部、ゲル帯域、およびリフレクタは
半透過性エンベロープ（たとえば、ｐＨセンサの場合に
は水素イオン透過性エンベロープ）によって覆われ、ゲ
ルを所定位置に保持している。
（ｐＨのような）被測定血液パラメータによって変化す
る。染料含有ゲルの反対端にはりフレフタが配置されて
いる。ファイバの端部、ゲル帯域、およびリフレクタは
半透過性エンベロープ（たとえば、ｐＨセンサの場合に
は水素イオン透過性エンベロープ）によって覆われ、ゲ
ルを所定位置に保持している。
この光ファイバからの光は染料含有ゲルを通過し、前記
リフレクタで反射され、再びゲルを通過し、染料により
生ずる光の減衰または他の光学パラメータの変化を測定
する適切な検出器に光ファイバを通して伝えられる。こ
の減衰または変化は被測定血液パラメータの関数であり
、減衰、吸収、あるいは他の光学パラメータの変化と血
液パラメータ間の関係は周知である。
リフレクタで反射され、再びゲルを通過し、染料により
生ずる光の減衰または他の光学パラメータの変化を測定
する適切な検出器に光ファイバを通して伝えられる。こ
の減衰または変化は被測定血液パラメータの関数であり
、減衰、吸収、あるいは他の光学パラメータの変化と血
液パラメータ間の関係は周知である。
このようなプローブを患者の動脈に導入し、染料に応じ
て、ｐＨ％ ｐｏ□、またはｐｃｏ、のような各種血液
パラメータを測定することができる。
て、ｐＨ％ ｐｏ□、またはｐｃｏ、のような各種血液
パラメータを測定することができる。
ファイバ光学ｐＨ測定については、１９８０年５月発行
の「ジャーナル番矛プ・バイオケミカル・エンジニアリ
ング（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｇ＋ｅｃｈａｎｉ
ｃａｌ［！ｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ） Ｊの第１４１頁
以降に掲載された「生理学的使用のための微小ファイバ
光学ｐＨセンサ（＾Ｍｉｎｉａｔｕｒｅ Ｆｉｂｅｒ
０ｐｔｉｃ ｐＨ５ｅｎｓｏｒ ｆｏｒＰｈｙｓｉｏｌ
ｏｇｉｃａｌ Ｕｓｅ ） Ｊが詳しい。
の「ジャーナル番矛プ・バイオケミカル・エンジニアリ
ング（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｇ＋ｅｃｈａｎｉ
ｃａｌ［！ｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ） Ｊの第１４１頁
以降に掲載された「生理学的使用のための微小ファイバ
光学ｐＨセンサ（＾Ｍｉｎｉａｔｕｒｅ Ｆｉｂｅｒ
０ｐｔｉｃ ｐＨ５ｅｎｓｏｒ ｆｏｒＰｈｙｓｉｏｌ
ｏｇｉｃａｌ Ｕｓｅ ） Ｊが詳しい。
プローブ開発の大きな目標は、２つ以上のセンサを単一
のプローブに組み込むことにある。
のプローブに組み込むことにある。
すなわち、２つ以上のセンサを単一のプローブに組み込
むことにより、各種プローブを動脈に挿入することによ
り生じる患者の緊張を緩和することが可能である。かか
る組合わせセンサ・プローブ又は多重センサ・プローブ
には、例えば、ｐＦｌセンサ、ｐｏｔセンサ、ｐｃｏ、
センサ、およびワイヤのような安定化用要素を組み込む
ことが可能である。
むことにより、各種プローブを動脈に挿入することによ
り生じる患者の緊張を緩和することが可能である。かか
る組合わせセンサ・プローブ又は多重センサ・プローブ
には、例えば、ｐＦｌセンサ、ｐｏｔセンサ、ｐｃｏ、
センサ、およびワイヤのような安定化用要素を組み込む
ことが可能である。
多重センサ・プローブの場合、センサを機械的に結合す
る必要が生じる。シースの使用によリセンサの機械的結
合は可能であり、使用されるシースはプローブの前端を
覆い、かつ適当な穴を穿設され、イオン（ｐＨセンサの
場合）または気体分子（ｐａｔセンサまたはｐｃｔ、セ
ンサの場合）をセンサの透過性エンベロープに到達させ
、該エンベロープを通過させ、染料含有ゲル内に拡散さ
せることができる。また当該シースは接着剤などで固定
する必要がある。
る必要が生じる。シースの使用によリセンサの機械的結
合は可能であり、使用されるシースはプローブの前端を
覆い、かつ適当な穴を穿設され、イオン（ｐＨセンサの
場合）または気体分子（ｐａｔセンサまたはｐｃｔ、セ
ンサの場合）をセンサの透過性エンベロープに到達させ
、該エンベロープを通過させ、染料含有ゲル内に拡散さ
せることができる。また当該シースは接着剤などで固定
する必要がある。
しかしながら、上記如きプローブを製造するにあたり、
接着剤をセンサに施すと、接着剤がセンサに沿って移動
し、すなわちクリープが生じ、そのため選択性膜、すな
わち染料含有ゲルの帯域の透過性エンベロープの拡散領
域までも接着剤により被覆されるおそれがある。その結
果イオンまたは気体分子が選択性膜に全くまたはほとん
ど到達することが不可能になる。このようなプローブは
感応が悪いか、あるいは時定数が半時間以上にも及ぶ稈
長いため、使用不能である。
接着剤をセンサに施すと、接着剤がセンサに沿って移動
し、すなわちクリープが生じ、そのため選択性膜、すな
わち染料含有ゲルの帯域の透過性エンベロープの拡散領
域までも接着剤により被覆されるおそれがある。その結
果イオンまたは気体分子が選択性膜に全くまたはほとん
ど到達することが不可能になる。このようなプローブは
感応が悪いか、あるいは時定数が半時間以上にも及ぶ稈
長いため、使用不能である。
従って、本発明の主な目的はイオンまたは気体分子が適
切なセンサに確実に到達することができる光学プローブ
を製造する方法を提供するにあり、この方法によれば、
プローブの機械的安定性を充分に確保することができる
。
切なセンサに確実に到達することができる光学プローブ
を製造する方法を提供するにあり、この方法によれば、
プローブの機械的安定性を充分に確保することができる
。
本発明によれば、この問題は下記の製造ステップにより
解決することができる。
解決することができる。
すなわち、
（１）前記シースを略水平位置に設置すること；（２）
前記センサを前記シース内に挿入するに際し、 （２，１）前記ｐＨセンサを頂部に配置し、（２，２）
前記血液ガスセンサを前記ｐＨセンサの下方に配置する
こと； （３）硬化状態で気体分子の拡散が可能な接着剤を前記
シース内に導入すること。
前記センサを前記シース内に挿入するに際し、 （２，１）前記ｐＨセンサを頂部に配置し、（２，２）
前記血液ガスセンサを前記ｐＨセンサの下方に配置する
こと； （３）硬化状態で気体分子の拡散が可能な接着剤を前記
シース内に導入すること。
かかる方法においては、シースのセンサへの固定には、
気体分子を透過又は貫通させることが可能な接着剤が使
用される。当該接着剤は一方の開口を通して、すなわち
加圧により、管を通してシース内に導入される。シース
内において、ｐＨセンサは最上部に設置されるが、他の
センサはｐＩ（センサの下に設置される。かかる方法に
よれば、血液ガスセンサ（たとえば、ｐＯｚあるいはｐ
ｃＯｔ）は接着剤に完全に被覆されるが、ｐＨセンサは
その下側が被覆されるだけで保持される。このように本
発明によれば、ｐＨセンサの最上部が接着剤によりクリ
ープされにくくなる。
気体分子を透過又は貫通させることが可能な接着剤が使
用される。当該接着剤は一方の開口を通して、すなわち
加圧により、管を通してシース内に導入される。シース
内において、ｐＨセンサは最上部に設置されるが、他の
センサはｐＩ（センサの下に設置される。かかる方法に
よれば、血液ガスセンサ（たとえば、ｐＯｚあるいはｐ
ｃＯｔ）は接着剤に完全に被覆されるが、ｐＨセンサは
その下側が被覆されるだけで保持される。このように本
発明によれば、ｐＨセンサの最上部が接着剤によりクリ
ープされにくくなる。
そのためｐＨセンサの最上部は接着剤に被覆されないが
、その下側はそれぞれ他のセンサとシースとに固定され
ている状態が生ずる。これは重要な特徴である。という
のはｐＨセンサは、一方で、シースに確実に固定されな
ければならないが、他方では、水素イオンが透過性エン
ベロープおよびｐＨセンサの拡散帯域に到達することが
でき、なければならないからである、 ｐＨセンサの下
側にある接着剤はセンサの応答時間すなわち感度にほと
んど影響しないことが判明している。
、その下側はそれぞれ他のセンサとシースとに固定され
ている状態が生ずる。これは重要な特徴である。という
のはｐＨセンサは、一方で、シースに確実に固定されな
ければならないが、他方では、水素イオンが透過性エン
ベロープおよびｐＨセンサの拡散帯域に到達することが
でき、なければならないからである、 ｐＨセンサの下
側にある接着剤はセンサの応答時間すなわち感度にほと
んど影響しないことが判明している。
他方、センサを上述のようにその下側で固定すれば以下
に説明するような幾つかの利点がある。
に説明するような幾つかの利点がある。
本発明の他の特徴は、気体分子を血液ガス・センサ、た
とえば血液のＰｏｔ値またはｐＣＯ□値に感応するセン
サに到達させることができる接着剤を使用することにあ
る。したがって、これらセンサを接着剤の中に完全に埋
込むことができ、それによって機械的安定度が確保され
る。
とえば血液のＰｏｔ値またはｐＣＯ□値に感応するセン
サに到達させることができる接着剤を使用することにあ
る。したがって、これらセンサを接着剤の中に完全に埋
込むことができ、それによって機械的安定度が確保され
る。
ｐｃｏ ｔセンサの重大な問題点は、当該センサがＣ（
ｈ分子に感応するのみならず、水素イオンにも感応する
（ｐＨ妨害）点である０本発明によれば、使用する接着
剤が気体分子に対してのみ透過性を示し、水素イオンに
対しては不透過性であるという点でこの問題に対する解
決法を与えている。それ故、気体分子は接着剤の中に完
全に埋込まれているｐｃＯｔセンサに到達することがで
きるが、水素イオンは到達することができない。このよ
うにして、ｐｃｏ、センサのｐＨ妨害を回避することが
できる。
ｈ分子に感応するのみならず、水素イオンにも感応する
（ｐＨ妨害）点である０本発明によれば、使用する接着
剤が気体分子に対してのみ透過性を示し、水素イオンに
対しては不透過性であるという点でこの問題に対する解
決法を与えている。それ故、気体分子は接着剤の中に完
全に埋込まれているｐｃＯｔセンサに到達することがで
きるが、水素イオンは到達することができない。このよ
うにして、ｐｃｏ、センサのｐＨ妨害を回避することが
できる。
通常、センサを取囲んでいるシースは血液をセンサに導
くことができる開口すなわち窓を備えている。気体分子
に対して不透過性の普通の接着剤を使用すると、この接
着剤が前記開口に通ずるセンサの外側を覆わないように
しなければならないばかりでなく、センサの拡散帯域を
前記開口の直下または隣接域に設置しなければならない
。
くことができる開口すなわち窓を備えている。気体分子
に対して不透過性の普通の接着剤を使用すると、この接
着剤が前記開口に通ずるセンサの外側を覆わないように
しなければならないばかりでなく、センサの拡散帯域を
前記開口の直下または隣接域に設置しなければならない
。
本発明の大きな利点はセンサの拡散帯域を開口の直下ま
たは隣接域に設置しなくてよいということである。した
がって、プローブの機械的組立てが容易になる。これは
気体分子を通過拡散させることが可能な接着剤を使用す
ることにより達成される。
たは隣接域に設置しなくてよいということである。した
がって、プローブの機械的組立てが容易になる。これは
気体分子を通過拡散させることが可能な接着剤を使用す
ることにより達成される。
望ましくは、上述の接着剤はシリコーン接着剤、たとえ
ば、ゼネラル・エレクトリック社製のＲＴＶ１２または
ＲＴＶ６２７ （ＲＴＶ−ＲｏｏｍＴｅｍｐｅｒａｔ
ｕｒｅ Ｖｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏｎ （室温加硫）
）である。このようなシリコーン接着剤は本発明の用途
に特に好適である。特に、硬化シリコーン接着剤は弾性
的特性を備えている。これによりプローブが温度変化に
会った場合でも、センサの多少の動きが可能になる。特
に、プローブは、たとえば低温ガンマ滅菌により一７８
°Ｃで殺菌消毒することができる。これはシリコーン接
着剤より弾性の低い他の接着剤を使用するときは不可能
なことである。というのは、この場合にはセンサを不可
逆的に損傷するおそれがあるからである。
ば、ゼネラル・エレクトリック社製のＲＴＶ１２または
ＲＴＶ６２７ （ＲＴＶ−ＲｏｏｍＴｅｍｐｅｒａｔ
ｕｒｅ Ｖｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏｎ （室温加硫）
）である。このようなシリコーン接着剤は本発明の用途
に特に好適である。特に、硬化シリコーン接着剤は弾性
的特性を備えている。これによりプローブが温度変化に
会った場合でも、センサの多少の動きが可能になる。特
に、プローブは、たとえば低温ガンマ滅菌により一７８
°Ｃで殺菌消毒することができる。これはシリコーン接
着剤より弾性の低い他の接着剤を使用するときは不可能
なことである。というのは、この場合にはセンサを不可
逆的に損傷するおそれがあるからである。
さらに、低温滅菌によるセンサ強度への影響が、シリコ
ーン接着剤を使用するときはほとんどないことが判明し
ている０通常の接着剤とシリコーン接着剤との低温滅菌
によるセンサ強度への影響の比較を詳細に記述する。
ーン接着剤を使用するときはほとんどないことが判明し
ている０通常の接着剤とシリコーン接着剤との低温滅菌
によるセンサ強度への影響の比較を詳細に記述する。
シース内のセンサの位置決めは、シリコーン接着剤また
は他の気体分子に対して透過性のある接着剤を使用する
ときはあまり決定的ではないため、シースの開口すなわ
ち窓は生理学的必要に応じて配設することが可能である
。特に、空洞あるいは突出縁を省略することができ、こ
れは血栓症の危険を避けるのに重要である。
は他の気体分子に対して透過性のある接着剤を使用する
ときはあまり決定的ではないため、シースの開口すなわ
ち窓は生理学的必要に応じて配設することが可能である
。特に、空洞あるいは突出縁を省略することができ、こ
れは血栓症の危険を避けるのに重要である。
最後に、各種センサの応答時間は、現行技術により製造
したセンサの場合よりかなり速いことが認められている
ということを指摘しなければならない。
したセンサの場合よりかなり速いことが認められている
ということを指摘しなければならない。
本発明は更に、ｐＯ□またはｐｃｏ ｚのような血液ガ
スパラメータに感応する少なくとも１つのセンサを含み
、前記センサが前記選択性膜により被覆された拡散帯域
を備え、さらに少なくとも部分的に前記センサを被覆し
、接着剤により前記センサに固定されたシースを含む、
血液パラメータの観血的測定を行うための光学プローブ
に関する。本発明によれば、前記接着剤はシリコーン接
着剤である。上に概説したシリコーン接着剤の利点とは
別に、他の利点がある。血液ガス・パラメータ・センサ
だけから成る（すなわちｐＨセンサを含まない）プロー
ブを製造するをする場合には、ｐＯｔまたはｐｃＯｔ
（または他の血液、ガス）のセンサはシース内の如何な
る位置に配置しても構わない、それ故、製造工程が容易
になる。更に、センサを中心に、またはシースの長手方
向軸の近くに設置することができるのでセンサの機械的
安定度がかなり向上する。
スパラメータに感応する少なくとも１つのセンサを含み
、前記センサが前記選択性膜により被覆された拡散帯域
を備え、さらに少なくとも部分的に前記センサを被覆し
、接着剤により前記センサに固定されたシースを含む、
血液パラメータの観血的測定を行うための光学プローブ
に関する。本発明によれば、前記接着剤はシリコーン接
着剤である。上に概説したシリコーン接着剤の利点とは
別に、他の利点がある。血液ガス・パラメータ・センサ
だけから成る（すなわちｐＨセンサを含まない）プロー
ブを製造するをする場合には、ｐＯｔまたはｐｃＯｔ
（または他の血液、ガス）のセンサはシース内の如何な
る位置に配置しても構わない、それ故、製造工程が容易
になる。更に、センサを中心に、またはシースの長手方
向軸の近くに設置することができるのでセンサの機械的
安定度がかなり向上する。
センサを取り囲む接着剤の量により弾性が更に増加する
。すなわち、センサは温度変化に応じて動くことができ
る。
。すなわち、センサは温度変化に応じて動くことができ
る。
いずれの場合にも、当該シースにより拡散帯域で幾分の
可撓性を有するセンサに必要な機械的安定性が付与され
る。当該帯域においては、半透過性エンベロープのみが
光ファイバをリフレクタに接続している。したがって、
センサ自体は患者の動脈への挿入に耐える程の安定性を
有していない。しかし当該シースは特に拡散帯域におけ
る安定化用要素として使用されているため、安定化が必
要な血液ガスセンサを１つのみ当該光学プローブに配設
することも可能である。すなわち、本発明は２以上のセ
ンサを備えた光学プローブに限定されるものではない。
可撓性を有するセンサに必要な機械的安定性が付与され
る。当該帯域においては、半透過性エンベロープのみが
光ファイバをリフレクタに接続している。したがって、
センサ自体は患者の動脈への挿入に耐える程の安定性を
有していない。しかし当該シースは特に拡散帯域におけ
る安定化用要素として使用されているため、安定化が必
要な血液ガスセンサを１つのみ当該光学プローブに配設
することも可能である。すなわち、本発明は２以上のセ
ンサを備えた光学プローブに限定されるものではない。
かかる光学プローブに血液のｐＨ値に感応する他のセン
サを備えることもできる。この場合には、本発明によれ
ば、ｐＨセンサの選択性膜はシリコーン接着剤により部
分的にのみ被覆されるが、血液ガス感応センサの選択性
膜はシリコーン接着剤により略全体的に被覆される。
サを備えることもできる。この場合には、本発明によれ
ば、ｐＨセンサの選択性膜はシリコーン接着剤により部
分的にのみ被覆されるが、血液ガス感応センサの選択性
膜はシリコーン接着剤により略全体的に被覆される。
本発明に基づく光学プローブには、２以上の血液ガス（
ｐｏｔ 、ｐｃＯｚ）センサあるいは前記シースの上部
に固定される金属キャップに固定されるワイヤを備える
ことができる。かがるワイヤによりプローブが完全な歪
解放され、血栓形成に繋がるおそれがある患者の動脈内
部でのシースの折損を回避している。
ｐｏｔ 、ｐｃＯｚ）センサあるいは前記シースの上部
に固定される金属キャップに固定されるワイヤを備える
ことができる。かがるワイヤによりプローブが完全な歪
解放され、血栓形成に繋がるおそれがある患者の動脈内
部でのシースの折損を回避している。
以下に添付図面に基づき本発明の好適な実施例について
詳述するが、その中において本発明の特徴および利点が
さらに明瞭となろう。
詳述するが、その中において本発明の特徴および利点が
さらに明瞭となろう。
第１図では、光学プローブ全体を１と記しである。第１
図はプローブ全体を示す図ではなく、単にプローブ先端
のみが示されている。
図はプローブ全体を示す図ではなく、単にプローブ先端
のみが示されている。
管要素２は複数の光ファイバを取囲んでいる。
第１図では（図の明瞭化のために）１本の光ファイバ３
だけが示されている。さらにエンベロープ４がこの光フ
ァイバを取囲んでいる。
だけが示されている。さらにエンベロープ４がこの光フ
ァイバを取囲んでいる。
管要素２は（第２図で更に説明するように）−図示した
例では一金属、望ましくはステンレス網から構成される
シース５に接続されている。
例では一金属、望ましくはステンレス網から構成される
シース５に接続されている。
このシースは複数のセンサを取囲んでおり、その中の二
つを第１図に６および７として示しであるが、これら各
センサは関連する光ファイバと共に一体的部分を形成す
る。
つを第１図に６および７として示しであるが、これら各
センサは関連する光ファイバと共に一体的部分を形成す
る。
次にセンサの詳細と作動原理について説明するために第
５図を参照する。第５図には、長手方向に切断されたセ
ンサ６の細部が示されている。光ファイバ３に案内され
た光は染料含有ゲル８に到達し、前記染料−たとえばフ
ェノールレッド−の吸収スペクトルは血液のｐＨ値によ
って変わる。光は次にリフレクタ９で反射される。
５図を参照する。第５図には、長手方向に切断されたセ
ンサ６の細部が示されている。光ファイバ３に案内され
た光は染料含有ゲル８に到達し、前記染料−たとえばフ
ェノールレッド−の吸収スペクトルは血液のｐＨ値によ
って変わる。光は次にリフレクタ９で反射される。
システム全体は選択性膜すなわちエンベロープ１０に覆
われており、当該膜は被測定イオンまたは気体分子−ｐ
Ｈ電極の場合は、水素イオン−に対して透過性であるの
で、これらイオンや気体分子は染料含有ゲルに到達可能
である。膜１０は接着剤１１により光ファイバ３とリフ
レクタ９とに固定されている。膜１０の望ましい材料は
セルロースのような親水性材料である。
われており、当該膜は被測定イオンまたは気体分子−ｐ
Ｈ電極の場合は、水素イオン−に対して透過性であるの
で、これらイオンや気体分子は染料含有ゲルに到達可能
である。膜１０は接着剤１１により光ファイバ３とリフ
レクタ９とに固定されている。膜１０の望ましい材料は
セルロースのような親水性材料である。
それ故、光は光フアイバ内に矢印１２の方向に伝えられ
、染料含有ゲル８を通過し−その吸収率は測定すべきパ
ラメータによって決まる一リフレクタ９（このリフレク
タは望ましくは白金またはステンレス網のような金属で
作られ、この金属の表面はゲル８の側で研磨されている
）で反射され、再びゲル８を通り、矢印１３で示すよう
に光ファイバを通って戻る。検出器は反射光の強さを測
定して測定されるパラメータを求める。望ましくは、光
は光パルスの列の形で送受光されるが、これは厳密な必
要条件ではない。
、染料含有ゲル８を通過し−その吸収率は測定すべきパ
ラメータによって決まる一リフレクタ９（このリフレク
タは望ましくは白金またはステンレス網のような金属で
作られ、この金属の表面はゲル８の側で研磨されている
）で反射され、再びゲル８を通り、矢印１３で示すよう
に光ファイバを通って戻る。検出器は反射光の強さを測
定して測定されるパラメータを求める。望ましくは、光
は光パルスの列の形で送受光されるが、これは厳密な必
要条件ではない。
光ファイバ３は患者の動脈の内部で折れることがないよ
うにプラスチック・ファイバであることが望ましい。更
に、プラスチック・ファイバはガンマ線で殺菌消毒する
ことができる。相互干渉を減らすために、選択性膜は被
測定パラメータに応じて選択されることが好ましい。例
えば、ｐＯｔセンサを取囲む膜は水素イオンに対しては
非透過性であり、気体分子に対してのみ透過性である必
要がある。ゲル８はそれぞれの染料を固定するために使
用される。
うにプラスチック・ファイバであることが望ましい。更
に、プラスチック・ファイバはガンマ線で殺菌消毒する
ことができる。相互干渉を減らすために、選択性膜は被
測定パラメータに応じて選択されることが好ましい。例
えば、ｐＯｔセンサを取囲む膜は水素イオンに対しては
非透過性であり、気体分子に対してのみ透過性である必
要がある。ゲル８はそれぞれの染料を固定するために使
用される。
再度は第１図を参照すると、シース５は３つの開口を備
えて血液がセンサの拡散帯域（すなわち、染料含有ゲル
の領域）に到達できるようにしている。。これら開口の
２つ１４と１５とを第１図に示す。シース５の外側端は
金属キャップ１６で閉じられている（金属キャップは溶
接またははんだ付けで形成され、更にシース５に溶接ま
たははんだ付けされる。）溶接またははんだ付けの後、
突出しているパリを電解研磨で除去して患者の動脈が傷
付けられないようにする。
えて血液がセンサの拡散帯域（すなわち、染料含有ゲル
の領域）に到達できるようにしている。。これら開口の
２つ１４と１５とを第１図に示す。シース５の外側端は
金属キャップ１６で閉じられている（金属キャップは溶
接またははんだ付けで形成され、更にシース５に溶接ま
たははんだ付けされる。）溶接またははんだ付けの後、
突出しているパリを電解研磨で除去して患者の動脈が傷
付けられないようにする。
金属キャップ１６とシース５との接続線を１６゛ で示
しであるが、製造後はもはや見えない。
しであるが、製造後はもはや見えない。
各種センサはシリコーン接着剤または接着剤１７により
シース５の内部に固定されている。この接着剤の塗布と
分布とを第３図および第４図により説明することにする
。
シース５の内部に固定されている。この接着剤の塗布と
分布とを第３図および第４図により説明することにする
。
第２図はプローブ先端の長平方向断面である。
この断面で、センサの細部（第５図により説明したもの
）を示す。例えば、ｐＨセンサ６の染料含有ゲルのアウ
トラインを１８として記しであるが、そのリフレクタは
１９として、半透過性エンベロープは２０として記しで
ある。同様に、２１は血液ガスセンサ７（たとえば、Ｉ
）Ｏｔセンサ）に通ずる光ファイバであり、２２はこの
センサの染料含有ゲルであり、２３はそのリフレクタで
あり、２４はその半透過性エンベロープ（これは気体分
子に対して透過性でなければならないが、この場合水分
子に対しても水素イオンに対しても透過性であってはな
らない）である。第２図は更にシース５の第３図の開口
２５を示している。２６で示したように、管要素２はシ
ース５の中に導入され、接着剤で固定される。シリコー
ン接着剤１７はそれぞれセンサ問およびセンサとシース
との間の隙間に充填される。ｐ０８センサ７はこの接着
剤の中に完全に埋設される。これに対し、ｐｉｔセンサ
６の下側は前記接着剤に接触しているが、その外側６゛
は接着剤で被覆されていない。
）を示す。例えば、ｐＨセンサ６の染料含有ゲルのアウ
トラインを１８として記しであるが、そのリフレクタは
１９として、半透過性エンベロープは２０として記しで
ある。同様に、２１は血液ガスセンサ７（たとえば、Ｉ
）Ｏｔセンサ）に通ずる光ファイバであり、２２はこの
センサの染料含有ゲルであり、２３はそのリフレクタで
あり、２４はその半透過性エンベロープ（これは気体分
子に対して透過性でなければならないが、この場合水分
子に対しても水素イオンに対しても透過性であってはな
らない）である。第２図は更にシース５の第３図の開口
２５を示している。２６で示したように、管要素２はシ
ース５の中に導入され、接着剤で固定される。シリコー
ン接着剤１７はそれぞれセンサ問およびセンサとシース
との間の隙間に充填される。ｐ０８センサ７はこの接着
剤の中に完全に埋設される。これに対し、ｐｉｔセンサ
６の下側は前記接着剤に接触しているが、その外側６゛
は接着剤で被覆されていない。
シース５の開口１４．１５および２５はスパーク浸食に
より製造される。製造時、患者の動脈壁を傷付けること
がないためにパリや突出縁が生じていないことを確認し
なければならない。
より製造される。製造時、患者の動脈壁を傷付けること
がないためにパリや突出縁が生じていないことを確認し
なければならない。
次に第３図を参照しながら製造工程について詳細に説明
する。第３図は、第１図の線■−■に沿う断面の拡大図
である。シース５の内部に、ｐＨセンサ６、ｐＣＯ□セ
ンサ７、およびそれぞれ該当するりフレフタ１９および
２３の他にその半透過性エンベロープ２０および２４が
設置されている。
する。第３図は、第１図の線■−■に沿う断面の拡大図
である。シース５の内部に、ｐＨセンサ６、ｐＣＯ□セ
ンサ７、およびそれぞれ該当するりフレフタ１９および
２３の他にその半透過性エンベロープ２０および２４が
設置されている。
別のセンサ２７がｐｃｏ、測定に使用される。そのリフ
レクタを２８と記してあり、その半透過性エンベロープ
を２９と記しである。このセンサはシース５の下に隠れ
ているので第１図には示されていない。
レクタを２８と記してあり、その半透過性エンベロープ
を２９と記しである。このセンサはシース５の下に隠れ
ているので第１図には示されていない。
ワイヤ３０はプローブの歪解放用に使用される。
このセンサの金属キャップ１６への固定法を第６図によ
り示すことにする。
り示すことにする。
プローブの製造時、シース５をほぼ水平の位置に設置す
る。次に、ｐＯ！Ｏｘセンサ７ｃＯｔセンサ２７、ｐＨ
センサ６、およびワイヤ３０をｐＨセンサが他のセンサ
およびワイヤの上になるようにシース内に導入する。
る。次に、ｐＯ！Ｏｘセンサ７ｃＯｔセンサ２７、ｐＨ
センサ６、およびワイヤ３０をｐＨセンサが他のセンサ
およびワイヤの上になるようにシース内に導入する。
次のステップで、シリコーン接着剤を、例えば開口１４
．１５および２５の一つを通して、シース５の内部に導
入あるいは注入する。シース５の内部は接着剤が完全に
充填されておらず、最上部の部分が空いたままになって
いる。血液ガスセンサ７および２７はシリコーン接着剤
の中に完全に埋込まれている。気体分子はシース５の開
口１４．１５．２５の一つおよび半透過性エンベロープ
２４と２９とを通して拡散し、センサ７および２７の拡
散帯域に到達することができる。
．１５および２５の一つを通して、シース５の内部に導
入あるいは注入する。シース５の内部は接着剤が完全に
充填されておらず、最上部の部分が空いたままになって
いる。血液ガスセンサ７および２７はシリコーン接着剤
の中に完全に埋込まれている。気体分子はシース５の開
口１４．１５．２５の一つおよび半透過性エンベロープ
２４と２９とを通して拡散し、センサ７および２７の拡
散帯域に到達することができる。
ｐＨセンサ６はシリコーン接着剤の中に完全には埋込ま
れていない。その代わり、このセンサの下部だけが接着
剤によって所定位置に保持されている。ｐＨセンサ６の
上部は接着剤で覆われていないし、シリコーン接着剤も
上向きにクリープする傾向はない、それ故、水素イオン
は半透過性エンベロープ２０に到達し、拡散帯域（すな
わち、ゲルを含んでいる領域）に拡散することができる
。したがって、シリコーン接着剤はｐＨ測定に害を与え
ることはない。
れていない。その代わり、このセンサの下部だけが接着
剤によって所定位置に保持されている。ｐＨセンサ６の
上部は接着剤で覆われていないし、シリコーン接着剤も
上向きにクリープする傾向はない、それ故、水素イオン
は半透過性エンベロープ２０に到達し、拡散帯域（すな
わち、ゲルを含んでいる領域）に拡散することができる
。したがって、シリコーン接着剤はｐＨ測定に害を与え
ることはない。
またシリコーン接着剤は幾分弾性を有しているため、セ
ンサは温度変化に応じて動くことができる。更に、シー
ス５の内部のセンサの配置に関して言えば、少なくとも
血液ガスセンサ（７および２７）を（ｐｃＯ□センサ２
７により示すように）シース５の開口の一つに直接隣接
して設置しなくてよいので、その配置が容易となる。
ンサは温度変化に応じて動くことができる。更に、シー
ス５の内部のセンサの配置に関して言えば、少なくとも
血液ガスセンサ（７および２７）を（ｐｃＯ□センサ２
７により示すように）シース５の開口の一つに直接隣接
して設置しなくてよいので、その配置が容易となる。
第４図は他の実施例のプローブの同様の断面を示す。こ
れにより、歪解放用ワイヤが本発明のプローブに対して
絶対的に必要なものではないことが示される。この場合
にはセンサはすべてシース５°の適切な開口に隣接して
設置される。この図では、ｐＨセンサの輪郭は６゛ と
記してあり、Ｉ）Ｏｘセンサ７は７゛ と、ｐｃＯ□セ
ンサは２７゛ と記しである。シリコーン接着剤は１７
° と記しである。
れにより、歪解放用ワイヤが本発明のプローブに対して
絶対的に必要なものではないことが示される。この場合
にはセンサはすべてシース５°の適切な開口に隣接して
設置される。この図では、ｐＨセンサの輪郭は６゛ と
記してあり、Ｉ）Ｏｘセンサ７は７゛ と、ｐｃＯ□セ
ンサは２７゛ と記しである。シリコーン接着剤は１７
° と記しである。
第６図は他のプローブ先端３１の長手方向断面を描いて
歪解放手段を示している。シース３２はその外側端で金
属キャップ３３により閉じられている。歪解放用ワイヤ
３４は金属キャップ３３をシース３２に溶接またははん
だ付けするとき前記キャップに溶接またははんだ付けさ
れる。すなわち、溶接またははんだ付けの製造ステップ
を一回踏むのみである。シース３２、金属キャップ３３
、およびワイヤ３４は同じ材料から作られ、製造後は単
一構成部品と見なすことができる。ケーブル（図示せず
）の端で、ワイヤはコネクタまたは管２に固定される。
歪解放手段を示している。シース３２はその外側端で金
属キャップ３３により閉じられている。歪解放用ワイヤ
３４は金属キャップ３３をシース３２に溶接またははん
だ付けするとき前記キャップに溶接またははんだ付けさ
れる。すなわち、溶接またははんだ付けの製造ステップ
を一回踏むのみである。シース３２、金属キャップ３３
、およびワイヤ３４は同じ材料から作られ、製造後は単
一構成部品と見なすことができる。ケーブル（図示せず
）の端で、ワイヤはコネクタまたは管２に固定される。
図式表示の目的で、センサは第６図による断面には示し
てない。
てない。
第７図および第８図は低温での滅菌がセンサ強度に及ぼ
す影響を示している。
す影響を示している。
第７図は低温ガンマ滅菌後のｐＨセンサに関するもので
ある。水平軸は滅菌後のセンサ強さの滅菌前のセンサ強
さに対する割合ｋを示している。すなわち、 滅菌前の強さ 垂直軸は、ｋとに＋０．１との間のファクタに゛に関し
、センサｎ （ｋ）の総数を示している。
ある。水平軸は滅菌後のセンサ強さの滅菌前のセンサ強
さに対する割合ｋを示している。すなわち、 滅菌前の強さ 垂直軸は、ｋとに＋０．１との間のファクタに゛に関し
、センサｎ （ｋ）の総数を示している。
すなわち、
ｎ（ｋ’） ＝に’ （ｋ、 ｋ＋０．１）間のセン
サ数試験は２２本のプローブを用い、センサをシースの
内側に普通の接着剤、この場合ＰＵＲ接着剤、により固
定して行い、更に７本のプローブを用い、シリコーン接
着剤を使用して行った。
サ数試験は２２本のプローブを用い、センサをシースの
内側に普通の接着剤、この場合ＰＵＲ接着剤、により固
定して行い、更に７本のプローブを用い、シリコーン接
着剤を使用して行った。
ＰＵＲ接着剤の場合に対し得られた関数ｎ （ｋ）を破
線３５で示している。シリコーン接着剤を用いたプロー
ブの場合の対応する関数に３６の記号を付け、ハツチを
施しである。
線３５で示している。シリコーン接着剤を用いたプロー
ブの場合の対応する関数に３６の記号を付け、ハツチを
施しである。
以上より明らかなように、低温ガンマ滅菌がシリコーン
接着剤を用いて製造したプローブに及ぼす影響は普通の
接着剤を用いて製造したプローブに及ぼす影響よりかな
り小さい。特に、平均ファクタは普通接着剤によるプロ
ーブの場合には、 ＝ −０，７４ であるが、シリコーン接着剤によるプローブの場合には
、 π−〇、８７ である。
接着剤を用いて製造したプローブに及ぼす影響は普通の
接着剤を用いて製造したプローブに及ぼす影響よりかな
り小さい。特に、平均ファクタは普通接着剤によるプロ
ーブの場合には、 ＝ −０，７４ であるが、シリコーン接着剤によるプローブの場合には
、 π−〇、８７ である。
シリコーン接着剤を用いたときの低温ガンマ滅菌後のセ
ンサ強度の予想値が良好である理由は、このような接着
剤の弾性が大きいことにある。第７図により示したよう
に、このことはシリコーン接着剤により一部分だけ覆わ
れているｐＨセンサの場合にも８亥当する。
ンサ強度の予想値が良好である理由は、このような接着
剤の弾性が大きいことにある。第７図により示したよう
に、このことはシリコーン接着剤により一部分だけ覆わ
れているｐＨセンサの場合にも８亥当する。
第８図はρＣＯ，センサに関する関数ｎ （ｋ）の同様
の例を示す。この図では、シリコーン接着剤で製造した
プローブについての関数３７だけを示している。１４本
のプローブを用いた試験では非常に顕著な平均値 ＝ −０，９６ が示された。
の例を示す。この図では、シリコーン接着剤で製造した
プローブについての関数３７だけを示している。１４本
のプローブを用いた試験では非常に顕著な平均値 ＝ −０，９６ が示された。
本発明は以上のような構成を有しているため、本発明に
基づき光学プローブを製造すれば、ｐＨセンサの一部の
みが接着剤に被覆されているため、センサの良好な感度
を保持しつつ、センサを固定することが可能である。
基づき光学プローブを製造すれば、ｐＨセンサの一部の
みが接着剤に被覆されているため、センサの良好な感度
を保持しつつ、センサを固定することが可能である。
また気体分子のみに透過性を示す接着剤を使用すること
により、血液ガスセンサを接着剤中に完全に埋め込むこ
とが可能になり、血液ガスセンサの良好な固定が得られ
るとともに、使用する接着剤が水素イオンに対して不透
過性を有することからｐＨ妨害を回避可能である。また
気体分子に対して透過性を示す接着剤を使用するため、
センサの位置決めが決定的要因ではなくなり製造が容易
となる。
により、血液ガスセンサを接着剤中に完全に埋め込むこ
とが可能になり、血液ガスセンサの良好な固定が得られ
るとともに、使用する接着剤が水素イオンに対して不透
過性を有することからｐＨ妨害を回避可能である。また
気体分子に対して透過性を示す接着剤を使用するため、
センサの位置決めが決定的要因ではなくなり製造が容易
となる。
さらに本発明によれば、接着剤が弾性を有しているため
センサがプローブ内で温度変化に応じて動くことが可能
である。
センサがプローブ内で温度変化に応じて動くことが可能
である。
さらにまた本発明によれば、低温滅菌によるセンサ強度
への影響が著しく軽減される。
への影響が著しく軽減される。
このように本発明によれば、センサの良好な感度とプロ
ーブの機械的安定性という２つの要求を同時に充足可能
である。
ーブの機械的安定性という２つの要求を同時に充足可能
である。
第１図は、本発明に基づく光学プローブの先端部の外観
を示し； 第２図は、第１図に示す光学プローブの先端部の長手方
向断面図であり； 第３図は、第１図に示す光学プローブの先端部の■−■
線に沿った断面図であり； 第４図は、他の実施例に基づく光学プローブの先端の断
面図であり； 第５図は、単一センサの長手方向断面図であり； 第６図は、安定ワイヤの設置の様子を示した本発明に基
づく光学プローブの先端部の長手方向断面図であり； 第７図は、低温滅菌によるｐＨセンサの強度に対する影
響を示すグラフであり；さらに、第８図は、同様に低温
滅菌によるｐｃｔ、センサの強度に対する影響を示すグ
ラフである。 １・・・光学プローブ ２・・・管要素 ３・・・光ファイバ ４・・・エンベロープ ５・・・シース ６・・・ｐＨセンサ ７．２７・・・血液ガスセンサ ８・・・染料含有ゲル １７・・・接着剤 ２４．２９．２０・・・選択性膜 ３０．３４・・・ワイヤ
を示し； 第２図は、第１図に示す光学プローブの先端部の長手方
向断面図であり； 第３図は、第１図に示す光学プローブの先端部の■−■
線に沿った断面図であり； 第４図は、他の実施例に基づく光学プローブの先端の断
面図であり； 第５図は、単一センサの長手方向断面図であり； 第６図は、安定ワイヤの設置の様子を示した本発明に基
づく光学プローブの先端部の長手方向断面図であり； 第７図は、低温滅菌によるｐＨセンサの強度に対する影
響を示すグラフであり；さらに、第８図は、同様に低温
滅菌によるｐｃｔ、センサの強度に対する影響を示すグ
ラフである。 １・・・光学プローブ ２・・・管要素 ３・・・光ファイバ ４・・・エンベロープ ５・・・シース ６・・・ｐＨセンサ ７．２７・・・血液ガスセンサ ８・・・染料含有ゲル １７・・・接着剤 ２４．２９．２０・・・選択性膜 ３０．３４・・・ワイヤ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）ｐＯ＿２またはｐＣＯ＿２のような血液ガスパラ
メータに感応する少なくとも１つのセンサ（７、２７）
と血液のｐＨ値に感応する少なくとも１つの他のセンサ
（６）とを含み、前記センサは選択性膜（２４、２９、
２０）を備え、さらに少なくとも部分的に前記センサ（
７、２７、６）を被覆し、接着剤により前記センサに固
定されたシース（５）を含む、血液パラメータの観血的
測定を行うための光学プローブの製造方法において： 前記製造方法が、 （１）、前記シース（５）を略水平位置に設置すること
； （２）前記センサ（７、２６、６）を前記シース（５）
内に挿入するに際し、 （２、１）前記ｐＨセンサ（６）を頂部に配置し、（２
、２）前記血液ガスセンサ（７、２７）を前記ｐＨセン
サ（６）の下方に配置すること； （３）硬化状態で気体分子の拡散が可能な接着剤を前記
シース（５）内に導入すること； の各ステップより成ることを特徴とする、光学プローブ
の製造方法。 （２）ｐＯ＿２またはｐＣＯ＿２のような血液ガスパラ
メータに感応する少なくとも１つのセンサ（７、２７）
を含み、前記センサが前記選択性膜（２４、２９）によ
り被覆された拡散帯域を備え、さらに少なくとも部分的
に前記センサ（７、２７）を被覆し、接着剤により前記
センサに固定されたシース（５）を含む、血液パラメー
タの観血的測定を行うための光学プローブにおいて： 前記接着剤がシリコーン接着剤であること を特徴とする、光学プローブ。
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